【発明の詳細な説明】
ポリウレタンフォーム成形品を製造するための方法および装置
本発明は、金型分離平面により分割された金型に膨脹性ポリウレタン反応混合
物を満たすことにより発泡ポリウレタン成形体を製造する方法および装置に関し
、金型分離平面は外周減圧路を有し、これを介し金型半部により規定された金型
キャビティーを減圧する。これには既に１群の提案がなされている〔たとえばＤ
Ｅ−Ａ １５ ０４ ２７８号、ＤＥ−Ａ ３０ ２０ ７９３号およびＥＰ−
Ａ ２３ ７４９号参照〕。
金型内に存在するガスをボイド形成を回避すべく金型から除去するには特に金
型の減圧が必要である。従って金型半部を金型分離平面が金型キャビティーの最
も高い箇所に位置するよう構成することが必要である。何故なら、他方では存在
するガスをもはや抜き取りえないネストが形成されるからである。これは、金型
ネストを１００ミリバール未満（特に５０ミリバール未満）の極めて低い圧力ま
でフォームが上昇する前（すなわち金型ネスト内のフォームの高さが分離平面を
越える前）に減圧することにより対処しうる。しかしながら、金型ネスト内のこ
のように低い圧力は、発泡剤含有量が実質的に放出される前に不規則なフォーム
構造体のみが生ずるようフォームが最初に急速かつ強度に膨脹する結果となる。
金型分離平面を介する減圧の他の欠点は特に膨脹性反応混合物を開口金型内へ
満たすと共に金型の閉鎖後に初めて減圧すれば、金型分離平面を介する供給能力
が比較的小さくなって極めて長いサイクル時間が必要になることである。
ポリウレタンフォームの性質は仕上フォームの嵩密度およびマトリックスの材
料特性により実質的に決定される。特に化学発泡剤として水を使用する場合、水
とイソシアネートとの反応により二酸化炭素が遊離され、マトリックス特性を調
整するための正確な膨脹性ポリウレタン反応混合物のレシピーの調整が必要とな
る。従って基本的には単一のレシピーにより種々異なる嵩密度のフォームを製造
しうることが望ましい。同時にレシピー（特に発泡剤含有量）を維持しながらフ
ォームの嵩密度を調整するには、フォーム金型における圧力の制御が極めて適し
ている〔たとえばＥＰ−Ａ ２３ ７４９号、ＥＰ−Ａ ４４ ２２６号参照〕
。
本発明の課題は、短いサイクル−もしくは実働−時間に際し大気圧下にて発泡
剤含有量に基づき期待しうるよりも低い嵩密度を有するボイドフリーの成形品を
製造することであり、幾何学的理由から金型ネストの最大高さの箇所には分離平
面を設置しえない輪郭の金型ネストを用いることもできる。
本発明によれば、これは上側金型半部が閉鎖自在な吸引開口部を備えて、これ
を介し金型内部圧力を急速に、好ましくは膨脹性ポリウレタン反応混合物の出発
時間以内に３００〜８００ミリバール（絶対圧）まで減圧し、吸引開口部を所定
金型内部圧力に達した際に閉鎖し、膨脹性混合物が金型キャビティーを満たして
膨脹し、膨脹しつつある混合物の侵人により閉鎖されるよう小断面積を有する膨
張路を金型キャビティーの最大高さの点に設け、さらに金型分離平面が減圧シー
ルを有してガスの侵入を回避し、吸引開口部と減圧路と膨張路とを同じ減圧源に
連結することにより解決される。
金型キャビティーは、好ましくは４００〜７００ミリバール（絶対圧）まで減
圧される。
フォームの上昇後、すなわち実質的に全発泡剤の放出後における圧力上昇は、
反応熱および必要に応じさらに少量の発泡剤の放出に基づく温度上昇により生ず
る。これは好ましくは７００〜１，１００ミリバールの圧力（絶対圧）、特に好
ましくは７００〜９００ミリバールまで行うべきである。
発泡性ポリウレタン反応混合物の充填は、本発明によれば開口金型中への実働
時間につき欠点なしに行うことができる。何故なら、所望の最小金型内部圧力を
膨脹しつつあるフォームに欠点なしに露呈させることができ、最短の時間内に本
発明により設けられた吸引開口部により達成されるからである。
本発明の主題は発泡ポリウレタン成形体の製造装置でもあり、この装置は金型
分離平面により分離しうる上側および下側の金型半部により規定された金型キャ
ビティーを有し、さらに膨脹性ポリウレタン反応混合物を下側金型半部に満たす
ための手段をも有し、金型分離平面は減圧シールを備え、上側金型半部は閉鎖自
在な吸引開口部を備え、上側金型半部の最大高さの位置には膨張路を設け、その
断面をまだ硬化してない反応混合物の侵入により閉鎖しうるような寸法とし、さ
らに共通の減圧源と減圧源から減圧シールまでの接続配管と吸引開口部と膨張路
とを備える。
好ましくは減圧源は金型キャビティー容積の複数倍を有する減圧容器として形
成され、減圧容器を減圧ポンプに連結する。
膨張路は丸形またはスリット状の断面を有する。好ましくは膨張路の小さい断
面寸法は０．１〜０．５ｍｍ、特に好ましくは０．１〜０．３ｍｍである。
特に好ましくは膨張路には、たとえば侵人したポリウレタンのための針状吐出
ピストンを装着する。さらに好ましくは、膨張路をより大きい寸法の吐出ピスト
ンとその上側金型半部に対する流過穴部との間の空隙部により形成する。
以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図１は本発明による装置を示し、
図２は膨張路の好適実施例を示し、
図３は本発明による金型内の時間的圧力経過を示す。
図１は金型１を示し、これは下側金型半部２と上側金型半部３とで構成され、
これら金型半部は金型分離平面４により分離されている。金型分離平面には外周
路５を減圧シールとして設ける。さらに上側金型半部は吸引開口部６を備え、こ
れはたとえば閉鎖コーン１１により所望の金型内部圧力に達した際に閉鎖しうる
。さらに金型内部空間の最大高さの位置には膨張路７ａおよび７ｂを設ける。減
圧シール５と吸引開口部６と膨張路７Ａおよび７ｂとは対応する配管１０を介し
図面で縮小寸法にて示した減圧容器８と接続され、この容器から減圧ポンプ９を
介してガスを吸引する。
図２は金型内部空間の最大高さを有する上側金型半部３の断面図である。膨張
路７は液圧装置１８により吐出しうるピストン２７の扁平領域として形成される
。その際、膨張路は断片的に吐出ピストン２７の外周にわたり食い違わせて、食
い違った膨張路セクションは外周溝部１７を介し互いに接続される。フォーム２
０の上昇に際し、膨張路により接続配管１０を介して減圧源までさらにガスが金
型内部空間から吸引され、低い金型内部圧力が保持され続ける。膨脹しつつある
フォームは膨張路７に達してここに侵入し、同時にこれを閉鎖する。成形フォー
ム部品を離型した後、吐出ピストン２７は液圧１８によりケーシング１９から引
き出され、膨張路７中へ侵入するポリウレタンを取り出すことかできる。
図３は従来方法（Ｉ）および本発明による成形フォームの製造方法（ＩＩ）に
おける金型内の圧力経過を示す。
ここでは以下の相にて経過する：
Ａ： 開口金型中への膨脹性ポリウレタン反応混合物の導入開始。
Ｂ： 導入の終了；出発時間の開始；金型の閉鎖。
Ｃ： 金型の閉鎖；吸引開口部を介する減圧による急速な圧力低下（本発明によ
る）。
Ｄ： ここでは５００ミリバールの所望の金型内部圧力への到達；出発時間から
上昇時間への移行。
Ｅ： フォームによる金型の充満；上昇時間の終了；圧力保持時間の開始。従来
の金型フォームプロセス（Ｉ）においては上昇フォームにより押し出され
るガスの抵抗に基づき、既に顕著な圧力上昇が金型内で確認される。
Ｆ： フォーム気泡の最大内部圧力に相当する最大金型内部圧力への到達。
Ｇ： 金型の開口、および成形部品の取り出し。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Method and apparatus for producing polyurethane foam moldings
The present invention relates to an intumescent polyurethane reaction mixture into a mold divided by a mold separation plane.
And apparatus for producing foamed polyurethane moldings by filling objects
The mold separation plane has an outer peripheral pressure reducing path, through which the mold defined by the mold half
Depressurize cavity. For this, a group of proposals have already been made [eg D
EA 1504 278, DE-A 30 20 793 and EP-A
A 23 749].
To remove gas present in the mold from the mold to avoid void formation,
Depressurization of the mold is required. Therefore, the mold half is separated from the mold cavity by the mold separation plane.
Needs to be configured at a higher position. Because on the other hand exists
This is because a nest can be formed in which the noble gas can no longer be extracted. This is the mold
Press the nest to a very low pressure of less than 100 mbar (especially less than 50 mbar).
Before the form rises (ie the height of the form in the mold nest
(Before crossing), it can be dealt with by reducing the pressure. However, this
As low pressure as the blowing agent content is substantially released before the irregular foam
The result is that the foam initially expands rapidly and strongly so that only the structure results.
Another disadvantage of reduced pressure through the mold separation plane is that especially the intumescent reaction mixture can enter into the open mold.
Filling and depressurizing for the first time after closing the mold, the supply capacity through the mold separation plane
Is relatively small, and an extremely long cycle time is required.
The properties of polyurethane foam depend on the bulk density of the finished foam and the material of the matrix.
Is substantially determined by the material characteristics. Especially when using water as a chemical blowing agent,
Carbon dioxide is liberated by the reaction of
Adjustment of the recipe for the precise intumescent polyurethane reaction mixture to
You. Therefore, basically, a single recipe produces foams with different bulk densities
It is desirable to be able to. At the same time, while maintaining the recipe (especially the blowing agent content),
Controlling the pressure in the foam mold is very suitable for adjusting the bulk density of the foam
[See, for example, EP-A 23 749 and EP-A 44 226]
.
It is an object of the present invention to foam under atmospheric pressure during short cycle- or working-time periods.
-Free molded products with a lower bulk density than expected based on the agent content
Manufacturing, and for geometrical reasons, the maximum height of the mold nest is
It is also possible to use a mold nest having a contour on which a surface cannot be set.
According to the invention, this comprises a suction opening in which the upper mold half can be closed,
The mold internal pressure is rapidly increased, preferably starting the intumescent polyurethane reaction mixture.
Within 300 hours, reduce the pressure to 300-800 mbar (absolute pressure) and set the suction opening
Closes when the mold internal pressure is reached, allowing the intumescent mixture to fill the mold cavity
An inflation having a small cross-sectional area to be closed by the invading of the expanding and inflating mixture.
A stretch path is provided at the maximum height of the mold cavity, and the mold separation plane is
Gas to avoid intrusion of gas, and make the suction opening, decompression path and expansion path the same decompression source.
It is solved by connecting.
The mold cavity is preferably reduced to 400-700 mbar (absolute pressure)
Pressed.
After the rise of the foam, i.e. after the release of substantially all the blowing agent, the pressure rise
Not generated by temperature rise due to heat of reaction and release of a small amount of blowing agent if necessary
You. This is preferably a pressure of 700 to 1,100 mbar (absolute), particularly preferred.
Preferably it should be done up to 700-900 mbar.
The filling of the foamable polyurethane reaction mixture is, according to the invention, performed in an open mold.
It can be done without disadvantages over time. Because the desired minimum mold internal pressure
It is possible to expose the expanding foam without defects, and
This is because it is achieved by the suction opening provided by the invention.
The subject of the present invention is also an apparatus for producing foamed polyurethane moldings, the apparatus comprising a mold.
The mold cap defined by the upper and lower mold halves that can be separated by the separation plane
Filling the lower mold half with the intumescent and intumescent polyurethane reaction mixture
The mold separation plane is provided with a vacuum seal and the upper mold half is closed.
The upper mold half is provided with an expansion passage at the position of the maximum height.
The cross-section is dimensioned so that it can be closed by the ingress of uncured reaction mixture,
In addition, a common decompression source, connection piping from the decompression source to the decompression seal, suction opening, and expansion passage
And
Preferably, the vacuum source is shaped as a vacuum vessel having multiple times the mold cavity volume.
And connecting the vacuum container to a vacuum pump.
The expansion channel has a round or slit-shaped cross section. Preferably a small break in the expansion channel
The surface dimension is 0.1 to 0.5 mm, particularly preferably 0.1 to 0.3 mm.
Particularly preferably, in the expansion channel, needle-like discharges, for example for invaded polyurethane
Attach the piston. More preferably, the expansion path is provided with a larger size discharge piston.
And a gap between the upper mold half and the flow hole for the upper mold half.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a device according to the invention,
FIG. 2 shows a preferred embodiment of the expansion channel,
FIG. 3 shows the pressure profile over time in a mold according to the invention.
FIG. 1 shows a mold 1, which comprises a lower mold half 2 and an upper mold half 3,
These mold halves are separated by a mold separation plane 4. Perimeter on mold separation plane
Channel 5 is provided as a vacuum seal. Furthermore, the upper mold half is provided with a suction opening 6,
It can be closed, for example, by the closing cone 11 when the desired mold internal pressure has been reached.
. Further, expansion paths 7a and 7b are provided at the position of the maximum height of the mold internal space. Decrease
The pressure seal 5, the suction opening 6, and the expansion paths 7A and 7b are connected via the corresponding pipe 10.
It is connected to a decompression container 8 shown in a reduced size in the drawing, and a decompression pump 9 is
Aspirate gas through.
FIG. 2 is a sectional view of the upper mold half 3 having the maximum height of the mold internal space. expansion
Channel 7 is formed as a flat area of piston 27 which can be discharged by hydraulic device 18
. At this time, the expansion paths are fragmented and staggered over the outer periphery of the discharge piston 27,
The different inflation path sections are connected to one another via an outer circumferential groove 17. Form 2
When the pressure rises to zero, further gas flows to the decompression source via the connection pipe 10 through the expansion path.
It is sucked from the mold interior space and the low mold internal pressure is maintained. Inflating
The foam reaches the inflation channel 7 and penetrates it and at the same time closes it. Molding four
After releasing the system parts, the discharge piston 27 is pulled from the casing 19 by the hydraulic pressure 18.
The polyurethane which has been discharged and penetrates into the expansion channel 7 can be removed.
FIG. 3 shows the conventional method (I) and the method (II) for producing a molded foam according to the present invention.
2 shows the pressure course in the mold in FIG.
Here, the following phases occur:
A: Initiation of the intumescent polyurethane reaction mixture into the open mold.
B: End of introduction; start of departure time; closing of mold.
C: mold closure; rapid pressure drop due to reduced pressure through suction opening (according to the invention)
).
D: here reaching the desired mold internal pressure of 500 mbar; from departure time
Transition to rise time.
E: filling of mold with foam; end of rise time; start of pressure hold time. Conventional
Extruded by the rising foam in the mold foam process (I)
Based on the resistance of the gas, a noticeable pressure rise is already found in the mold.
F: Reaching the maximum mold internal pressure corresponding to the maximum internal pressure of the foam cells.
G: Mold opening and removal of molded parts.
【手続補正書】
【提出日】平成１２年８月１７日（２０００．８．１７）
【補正内容】
請求の範囲
１． 減圧シールを有する金型分離平面により分割された金型の下側金型半部中
へ膨脹性ポリウレタン反応混合物を導入すると共に金型を減圧することによる発
泡ポリウレタン成形体の製造方法において、金型キャビティーを上側金型半部に
設けられた閉鎖しうる吸引開口部により急速に３００〜７００ミリバールの圧力
（絶対圧）まで減圧し、吸引開口部を閉鎖し、反応混合物は金型キャビティーを
満たして膨脹し、金型キャビティーの最大高さの位置に設けた小さい断面を有す
る膨張路にこの膨張路を閉鎖するよう膨脹しつつある混合物を侵入させて、減圧
シールと吸引開口部と膨張路とを同じ減圧源に連結することを特徴とする発泡ポ
リウレタン成形体の製造方法。
２． 金型キャビティーの減圧を膨脹性ポリウレタン反応混合物のレシピーに応
じ、金型内部最終圧力が８００〜１１００ミリバールとなるような圧力にて行う
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
３． 上側および下側金型半部により規定された金型キャビティーを備え、これ
ら金型半部を金型分離平面により分離しうると共に金型分離平面が減圧シールを
有し、さらに膨脹性反応混合物を下側金型半部に満たす手段を備えてなる発泡ポ
リウレタン成形体の製造装置において、上側金型半部が閉鎖自在な吸引開口部を
有すると共に金型内部空間の最大高さの位置に膨張路を有し、その断面をまだ硬
化してない反応混合物の侵入により閉鎖しうるような寸法とし、さらに減圧源と
減圧源から減圧シールまでの接続配管と吸引開口部と膨張路とを備えることを特
徴とする発泡ポリウレタン成形体の製造装置。
４． 減圧源が金型キャビティー容積の複数倍を有する減圧容器として形成され
ると共に、減圧源が減圧ポンプに連結されてなる請求の範囲第３項に記載の装置
。
５． 膨張路が上側金型半部に突入する吐出ピストンとその流過穴部との間の空
隙部により形成されたことを特徴とする請求の範囲第３項または第４項に記載の
装置。[Procedure for Amendment] [Date of Submission] August 17, 2000 (2000.8.17) [Content of Amendment] Claims 1. A process for producing a foamed polyurethane molded article by introducing an intumescent polyurethane reaction mixture into a lower mold half, separated by a mold separation plane having a vacuum seal, and depressurizing the mold. The cavity is rapidly evacuated to a pressure of 300-700 mbar (absolute) by means of a closable suction opening provided in the upper mold half, the suction opening is closed and the reaction mixture is brought into the mold cavity. Filling and expanding, the expanding mixture having a small cross section provided at the maximum height of the mold cavity is filled with the expanding mixture so as to close the expansion path , and the pressure reducing seal and the suction opening are expanded. A method for producing a foamed polyurethane molded article, characterized in that the path is connected to the same reduced pressure source. 2. 2. The method according to claim 1, wherein the pressure in the mold cavity is reduced at a pressure such that the final pressure inside the mold is between 800 and 1100 mbar, depending on the recipe of the intumescent polyurethane reaction mixture. . 3. A mold cavity defined by upper and lower mold halves, the mold halves being separable by a mold separation plane, the mold separation plane having a vacuum seal, and an intumescent reaction mixture. In the apparatus for producing a polyurethane foam molded article having means for filling the lower mold half with the upper mold half, the upper mold half has a closable suction opening and expands to the position of the maximum height of the mold internal space. Having a channel, the cross section of which is dimensioned to be closed by the ingress of an uncured reaction mixture, and further comprising a pressure reducing source, a connecting pipe from the pressure reducing source to the pressure reducing seal, a suction opening, and an expansion channel. An apparatus for producing a foamed polyurethane molded article, characterized in that: 4. 4. The apparatus according to claim 3 , wherein the vacuum source is formed as a vacuum container having a multiple of the mold cavity volume, and the vacuum source is connected to a vacuum pump. 5. 5. Apparatus according to claim 3, wherein the expansion path is formed by a gap between the discharge piston protruding into the upper mold half and its flow hole.